SU1289899A2

SU1289899A2 - Способ изготовлени сварных конструкций

Info

Publication number: SU1289899A2
Application number: SU843770939A
Authority: SU
Inventors: Анас Нурсаитович Хакимов; Евгений Александрович Демин; Виктор Васильевич Антонов; Олег Иванович Стеклов; Расия Абдулловна Воробьева; Маркс Самойлович Скудицкий; Берко Пинхусович Файн
Original assignee: Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1987-02-15

Abstract

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности к способам изготовлени сварных корпусов из низколегированных сталей сосудов высокого давлени дл газовой и нефтехимической промьшшенности.- Цель изобУ ретени - обеспечение эксплуатационной надежности, оцениваемой по пока- 3aTejiro равнопрочности. Провод т вальцовку обечаек, сварку продольного стыка. Обечайки нагревают, калибруют , провод т нагрев под закалку, охлаждение после закалки ведут со скоростью Ыд (0,05-0,Jl)WpC/c, гдеЫр - скорость охлаждени , обеспечивающа получение 100% мартенситной структуры . После закалки производ т сварку кольцевого стыка с регулированием термического цикла, затем провод т отпуск, При испытани х на разрыв сварные соединени , изготовленные по описываемому способу, разрушаютс по .основному металлу, что свидетельствует о равнопрочности сварных соединений . 3 табл. (Л

Description

Изобретение относитс к машино- , строению, в частности к изготовлению сварных корпусов из низколегированных сталей сосудов высокого давлени дл газовой и нефтехимической промыш- лённости, и вл етс усовершенствованием авт.св. № 698314.

Цель изобретени - обеспечение эксплуатационной надежности.

Эксплуатационную надежность оценивают по показателю равнопрочнос- ти, оцениваемому в процентном отноше

НИИ к нормативному уровню твердости (прочности).

Предлагаемый способ осуществл ют Следующим образом.

Из гор чекатаного листового металла вальцуют обечайки и производ т сварку продольного стыка. В св зи с

тем, что в последующем обечайка бу дет термически обработана, можно примен ть высокопроизводительные способы сварки (например, электрошлаковую автоматическую на повьпиенных погонных энерги х), не опаса сь, что это вызовет ухудшение свойств сварного соединени . Дл проведени следующей по технологическому процес су операции калибровки обечайку нагревают , причем температура нагрева зависит от конкретной марки стали и ее толщины и выбираетс по известным рекомендаци м. После калибровки металл имеет еще достаточно высокую температуру, что позвол ет сэкономить энергозатраты при выполнении следующей операции - закалки. Нагрев под закалку может производитьс либо в методических печах, либо с использованием генератора токов высокой или промьшшенной частот, либо с использованием источников газовых теплоносителей с последующим охлаждением с заданной скоростью за счет применени сжатого воздуха, водо- воздушной смеси, воды, и др При этом скорость охлаждени должна обеспечить получение оптимального упрочнени и структурного состава стали и выбираетс по .зависимости Wg (0,05-0,10 , где Wp - скорость охлаждени , обеспечивающа получение 100% мартенситной структуры . Сварку кольцевого стыка после закалки производ т с регулированием термического цикла, например за счет сопутствующего водовоздущ- ного охлаждени дл уменьшени возг

, - 5 10

)5

го

--

действи сварочного тепла на структуру закаленрюго металла в зоне термического вли ни .

Последней операцией технологического процесса вл етс отпуск готовой конструкции, который снижает сварочные напр жени до регламентируемых значений и обеспечивает необходимый уровень свойств сварной аппаратуры по показател м прочности, пластичности и сопротивлению хрупко- му разрушению.

В табл.1 и 2 на примере сталей 16ГФР и 10Г2ФТ приведены результаты вли ни режима закалки на струк- турньм состав и твердость исходного металла и изменени твердости (прочности ) металла участка разупрочнени Зоны термического вли ни УР ЗТВ (участок неполной перекристаллизации ) , полученного после имитационного сварочного нагрева исходного металла в различном структурном состо нии .

В графе 10 табл.I приведены значени относительной твердости, ха-,. рактеризующие отсутствие (0,95) или наличие (-iCO,95) разупрочнени . Участок разупрочнени зоны термичес- iKoro вли ни при сварке имитировали ;нагрево1 1 образцов сталей током высокой частоты по термическому циклу, характерному дл этого участка при автоматической и электрошлаковой 3-5 сварке.

Из данных табл.1 и 2 следует, что стабильность качества свойств и эксплуатационной надежности сварной конструкции по показателю равнопрочнос- ти обеспечиваютс , если закалку производить со скоростью, определ емой по зависимости

о.

25

X

40

W

45

где

(0,05 - 0,11) Wp, с/с.

Р

50

55

скорость охлаждени , обеспечивающа получение 100% мартенситной структуры, определ ема расчетным методом.

Предлагаемый способ был реализован применительно к стали марки 1ОГ2ФТ в промьшшенных услови х.

Результаты реализации представлены в табл.3.

Из данных табл.3 следует, что сталь 10Г2ФТ, прошедша закалку практически на 100% мартенсит (твердость стали при этом составила пор дка

375 ед. ), разупрочн етс в ре- зультате ЭЩС до 207 кгс/мм против 234 ед..НУ,(, дл случа стали, тер- мообработанной на твердость пор дка 280 кгс/мм. Последующий отпуск свар ной конструкции при 600-650 С (по прототипу) приводит к дальнейшему снижению твердости, при этом дл предлагаемого способа в участке разупрочнени зон термического вли ни твердость HV,g выше на 22 ед.

Испытани на разрыв сварных соединений показали, что в случае предлагаемого способа разрушение происходит по основному металлу, что свидетельствует о равнопрочности. В случае закалки элементов корпуса (обечаек ) со скорост ми менее 20 С/с и более 43 С/с разрушение сварных соединений при раст жении происходит по ЗТВ. Дл прототипа разрушение происходит по ЗТВ, причем уровень прочности составил пор дка 594 МПа, что ниже нормативного.

Зональные испытани на ударный изгиб, выполненные при -60 С, котора вл етс нижней границей применени стали, показали, что показа

Закалка от 920

отпуск Сж воздух75ZM +

при 650 40-4525%Б

Сж.воздух30%М

18-2070%В

На воздухе

а-9100%В

Закалка )00%Н от 940

отпуск 8% NaCl- -85ЖМ «

при 650 вода 2(fc15ZB 80-85

4350 3920

3140

2620

- 3900 Эпектро- шпакова

3700 сварка

50 НДж/м

60ZM 40ZB

3300

Т-60

тель KCU дл сопоставимых участков сварной конструкции (металла шва и околошовного) находитс практически на одном уровне, причем вьш1е нормативного и равного 30 Дж/см . Данный показатель основного металла составл ет 82,1 Дж/см дл предлагаемого способа, что выше, чем дл пpoтoтипa

(59,2 Дж/см ). I

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает эксплуатационную надежность сварных конструкций.

Claims

/5 Формула изобретени

Способ изготовлени сварных конструкций , по авт.св. № 698314, отличающийс тем, что, с целью обеспечени эксплуатационной надежности, закалку обечаек перед сваркой ведут со скоростью охлаждени

о,

0

5

W (0,05 - 0,11) Up, °С/с,

где WP - скорость охлаждени , обеспечивающа получение 100% мартенситной структуры.

; Т а б л и ц а I

830

860

860

15-16 15

15

1830

2030

2000

1700

0.87

0,97 0,95

0,89

860

15

1850

0,96

П р .и м е ч а и и е. и - мартенсит} Б - бейннт.

Рассчитаны по эмпирическим формулам.

280 400 720

920t -1013-30

1,5-2,0 мин/мм

940 ± 1020-45

1,5-2,0 мин/мм

93011035-80

I,5-2,0 мин/мм

Продолжение табл,1

Таблица 2

2600-3150 0,046-0,107

2500-3350 0,05-0,113

2750-3450 0,049-0,111

Прототип 140 375 Без от- 207

пуска -140 215 600-650 165

17 200 600-650

178

Предлагаемый 280 Без от- 234 пуска

-20 205 600-650 187

45 209 600-650 181 642

80 212 600-650 170 603

Примечание. Режимы свирки (I, U, V п.п., . , j/V -50 мДж/м), параметры водовоздушного

ох шдсмщ были идентичны дл сопоставл емых аарипнтов. . Усредненные данные по результатам испытаний трех образцов типа ХП (ГОСТ 6996-66)

В числителе приведены минимальные н максимальные значени , а в знаменателе усредненные значени при испытании 3-5 образцов типа I ГОСТ 9454-78). УРЗТВ - участок разупрочнени зоны термического вли ни

Составитель й.Лиг№арт Редактор Н.Киштулинец Техред В.Кадар

Заказ 7872/26 Тираж 572 Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

Таблица 3

594 ЗТВ 1ЗД 44, 40.1-59,7 54,0-87,8 (без ,2 55,0 Ь574 трещин)

619

ЗТВ

656 Основ- 130 . 65,0-117,3 41,4-62,3 52,1-84,0 пой (без 82,1 54,7 -66,2 металл трещин)

Основ- ноГг металл

ЗТВ

Корректор В.Бут га